繁殖形質進化と種分化過程:交雑実験・ゲノム解析・数理モデルによるアプローチ

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15207004
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 曽田 貞滋 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00192625)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 顕 九州大学, 大学院・理学研究院, 助教授 (90211937) ; 河田 雅圭 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (90204734) ; 久保田 耕平 東京大学, 大学院・農学・生命科学研究科, 助教授 (30272438) ; 澤村 京一 筑波大学, 生物科学系, 講師 (90247205)
• Keywords: 繁殖形質 / 種分化 / 交雑 / 交尾器 / 遺伝的基盤 / 生殖隔離 / 遺伝的多型 / 分子系統

Research Abstract

本研究の中心テーマは,種分化に関与する繁殖形質の遺伝的基盤を明らかし,その進化過程を解明することである.中でも昆虫の繁殖形質としてきわめて多様性が高く,種分化と密接に関連している交尾器形質に注目している.オオオサムシ亜属の交尾器の種間変異に関与する主要な遺伝子座の位置を,QTLマッピングによって特定するために,初年度においてはマヤサンオサムシとイワワキオサムシの種間交雑実験を行い,約250頭のF1雑種を得た.雑種個体は休眠させた後に,2004年にF1同士の交配と戻し交雑を行って,マッピングに用いる子孫を得る予定である.マッピングでは遺伝的マーカーとしてAFLPを用いるため,交雑実験に用いた個体からDNAを抽出し,多型検出の予備実験を行った.また,オオオサムシ亜属の交尾前隔離に性フェロモンとして主要な役割を果たすと考えられる体表炭化水素の成分構成を同所的種間で比較し,.種間交尾実験の結果と合わせて性フェロモンの進化についての推定を行った.炭化水素の成分構成は同所的種間で明瞭に分化しており,各種は異なる成分を主要な性フェロモンとして用いていることが明らかになった.さらに,オオオサムシ亜属の分布域全体から採集したサンプルのミトコンドリア・ハプロタイプの解析を2000個体以上について行い,地理的な分化と種間交雑によるミトコンドリアの浸透のパターンを明らかにした.オオオサムシ亜属では種間での多型共有があまりにも多く,ミトコンドリア遺伝子のシーケンス情報から種分化の過程を推定することが不可能と考えられてきたが,大量のデータを蓄積し,地理的情報を合わせで解析することによって,個体群レベルでの分化過程を追跡できる可能性がでてきた.

Research Products

• [Publications] Sota, T., R.Ishikawa: "Phylogeny and life-history evolution in Carabus (subtribe Carabina : Coleoptera, Carabidae) based on sequences of two nuclear genes"Biological Journal of the Linnean Society. 81(1). 135-149 (2004)